REPÜLÉSTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK

Hasonló dokumentumok
Repülőgépfedélzeti rakéták hajtóműveiben alkalmazott hajtóanyagok. Bevezetés

a hajtóanyagban hosszú tárolás után sem szabad vegyi változásnak

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

REPÜLÉSTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK

Minta feladatsor. Az ion neve. Az ion képlete O 4. Szulfátion O 3. Alumíniumion S 2 CHH 3 COO. Króm(III)ion

Tüzeléstan előadás Dr. Palotás Árpád Bence

REPÜLŐFEDÉLZETI IRÁNYÍTHATÓ RAKÉTÁK

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 7. évfolyam

RAKÉTÁK REAKTÍV HAJTÓMŰVEI A REAKTÍV HAJTÓMŰVEK

Jegyzet. Kémia, BMEVEAAAMM1 Műszaki menedzser hallgatók számára Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár Dr Madarász János, egyetemi docens.

Városmajor út 30/F/8, 5000 Szolnok (Magyarország)

Számítástudományi Tanszék Eszterházy Károly Főiskola.

zeléstechnikában elfoglalt szerepe

Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása

KÉMIAI ALAPISMERETEK (Teszt) Összesen: 150 pont. HCl (1 pont) HCO 3 - (1 pont) Ca 2+ (1 pont) Al 3+ (1 pont) Fe 3+ (1 pont) H 2 O (1 pont)

V É R Z K A S A Y E N P

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

MATEMATIKA-TUDOMÁNYI ROVAT

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

A HARCI HELIKOPTEREK HATÉKONYSÁGI KÖVETELMÉNYEINEK RANGSOROLÁSA

Szabadentalpia nyomásfüggése

REPÜLÉSTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK

Zaj- és rezgés. Törvényszerűségek

Általános Kémia, BMEVESAA101

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

Általános Kémia, BMEVESAA101 Dr Csonka Gábor, egyetemi tanár. Az anyag Készítette: Dr. Csonka Gábor egyetemi tanár,

1. feladat Alkalmazzuk a mólhő meghatározását egy gázra. Izoterm és adiabatikus átalakulásokra a következőt kapjuk:

Osztályozó vizsgatételek. Kémia - 9. évfolyam - I. félév

REPÜLÉSTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK

REPÜLÉSTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

Adatgyűjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb műszerei

MEGHÍVÓ NEW CHALLENGES IN THE FIELD OF MILITARY SCIENCE ÉS ROBOTHADVISELÉS 12. szakmai-tudományos konferencia november

MÉRNÖKI ANYAGISMERET AJ002_1 Közlekedésmérnöki BSc szak Csizmazia Ferencné dr. főiskolai docens B 403. Dr. Dogossy Gábor Egyetemi adjunktus B 408

Curie Kémia Emlékverseny 2018/2019. Országos Döntő 8. évfolyam

8. Osztály. Kód. Szent-Györgyi Albert kémiavetélkedő

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

T I T - M T T. Hevesy György Kémiaverseny. A megyei forduló feladatlapja. 8. osztály. A versenyző jeligéje:... Megye:...

Mivel foglalkozik a hőtan?

Ex Fórum 2009 Konferencia május 26. robbanásbiztonság-technika 1

DOKTORI (PhD) ÉRTEKEZÉS SZERZŐI ISMERTETŐJE

Feladatlap X. osztály

Reakciókinetika. Általános Kémia, kinetika Dia: 1 /53

7. osztály 2 Hevesy verseny, megyei forduló, 2004.

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

Kémiai reakciók sebessége

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

SZIMULÁCIÓ ÉS MODELLEZÉS AZ ANSYS ALKALMAZÁSÁVAL

Katalízis. Tungler Antal Emeritus professzor 2017

Az anyagi rendszerek csoportosítása

3D bútorfrontok (előlapok) gyártása

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. osztály Hőtan Témazáró Minta feladatsor

FIZIKA II. 2. ZÁRTHELYI DOLGOZAT A MŰSZAKI INFORMATIKA SZAK

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 1997

Gázok. 5-7 Kinetikus gázelmélet 5-8 Reális gázok (korlátok) Fókusz: a légzsák (Air-Bag Systems) kémiája

Légköri termodinamika

REPÜLÉSTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK

7. osztály Hevesy verseny, megyei forduló, 2003.

SZENNYVÍZKEZELÉS NAGYHATÉKONYSÁGÚ OXIDÁCIÓS ELJÁRÁSSAL

Poliaddíció. Polimerek kémiai reakciói. Poliaddíciós folyamatok felosztása. Addíció: két molekula egyesülése egyetlen fıtermék keletkezése közben

Indikátorok. brómtimolkék

Lánghegesztés és lángvágás

Ajánlott szakmai jellegű feladatok

XXXIX. TUDOMÁNYOS DIÁKKÖRI KONFERENCIÁJÁRA

Minta feladatsor. Az ion képlete. Az ion neve O 4. Foszfátion. Szulfátion CO 3. Karbonátion. Hidrogénkarbonátion O 3. Alumíniumion. Al 3+ + Szulfidion

1. ábra Sztatikus gyújtásveszély éghető gázok, gőzök, ködök és porok esetében

Junior távközlési szekció I.

Kémiai egyensúlyok [CH 3 COOC 2 H 5 ].[H 2 O] [CH3 COOH].[C 2 H 5 OH] K = k1/ k2 = K: egyensúlyi állandó. Tömeghatás törvénye

KÖZSÉGI VERSENY KÉMIÁBÓL március 3.

Művelettan 3 fejezete

A vizsgálatok eredményei

AZ ÚJ, JAVÍTOTT HATÁSFOKÚ POLARITÁSVÁLTÓVAL MEGÉPÍTETT MPPT ÁRAMKÖR

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK 2003.

Vízminőség, vízvédelem. Felszín alatti vizek

Talajmechanika. Aradi László

JELENTÉS. MPG-Cap és MPG-Boost hatásának vizsgálata 10. Üzemanyag és Kenőanyag Központ Ukrán Védelmi Minisztérium

Dr. Szabó László - Dr. Békési László - Dr. Óvári Gyula - Varga Béla

Textíliák felületmódosítása és funkcionalizálása nem-egyensúlyi plazmákkal

Gázégő üzemének ellenőrzése füstgázösszetétel alapján

Szilárd testek rugalmassága

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

ROBOTHADVISELÉS 7. tudományos konferencia november 27.

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

MELLÉKLETEK. a következőhöz: Javaslat Az Európai Parlament és a Tanács rendelete

Hevesy György Országos Kémiaverseny Kerületi forduló február évfolyam

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Az extrakció. Az extrakció oldószerszükségletének meghatározása

2011/2012 tavaszi félév 2. óra. Tananyag:

PS tűzgátló mandzsetta egy külső, horganyzott vagy rozsdamentes acél fémházból, valamint rugalmas PS-25 tűzvédelmi szalagból áll.

HIDROSZTATIKA, HIDRODINAMIKA

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

ÖSSZEFOGLALÁS HŐTANI FOLYAMATOK

Betonok. Betonkeverés hagyományos. és korszerő felfogásban ??? Új betonkeverési elvek, eljárások

A szennyvíztisztítás üzemeltetési költségeinek csökkentése - oxigén beviteli hatékonyság értékelésének módszere

1. feladat Összesen: 8 pont. 2. feladat Összesen: 11 pont. 3. feladat Összesen: 7 pont. 4. feladat Összesen: 14 pont

(2014. március 8.) TUDÁSFELMÉRŐ FELADATLAP A VIII. OSZTÁLY SZÁMÁRA

YaraLiva TM CALCINIT 15.5% N + 19% CaO

NSZ/NT beton és hídépítési alkalmazása

FIZIKA I. Ez egy gázos előadás lesz! (Ideális gázok hőtana) Dr. Seres István

Átírás:

ZRÍNYI MIKLÓS NEMZETVÉDELMI EGYETEM REPÜLOTISZTI INTÉZET REPÜLÉSTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK X. ÉVFOLYAM 25.SZÁM 1998/2.

REPÜLÉSTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK A Zrínyi Miklós Nemzetvédelmi Egyetem periodikus kiadványa Szerkesztő: Freytag Béla repülő ezredes Szerkesztő Bizottság Dr. Péter Tamás, Dr. Pokorádi László, Varga Béla, Dr. Szántai Tamás Bottyán Zsolt, Dr. Pintér István, Dr. Óvári Gyula, Kovács József Békési Bertold, Dr. Rohács József, Dr. Németh Miklós, Eszes János Dr. Gedeon József, Dr. Szabó László, Dr. Szabolcsi Róbert, Vörös Miklós Timár Szilárd. Lektori Bizottság Dr. Óvári Gyula, Dr. Pokorádi László, Dr. Horváth János, Dr. Gausz Tamás Dr. Sánta Imre, Dr. Pásztor Endre, Dr. Rohács József, Dr. Péter Tamás Dr. Szántai Tamás, Dr. Németh Miklós, Dr. Gedeon József, Dr. Kurutz Károly Dr. Nagy Tibor, Dr. Szekeres István, Dr. Szabolcsi Róbert, Dr. Jakab László Dr. Ludányi Lajos, Dr. Kuba Attila. Kiadó: Felelős kiadó: ZMNE Egyetemi Tanácsa Dr. Szabó Miklós rektor Sokszorosító szerv: ZMNE Repülőtiszti Intézet nyomdája Sokszorosítás helye: ZMNE Repülőtiszti Intézet 5008 Szolnok, Kilián út 1. HU ISSN 1417-0604

TARTALOMJEGYZÉK Szilvássy László: MIG-29 M 5 Dunay Pál: Túlterhelésekkel szembeni tűrőképesség növelése a fizikai felkészítés eszközeivel 17 Eszes János: A revolver-gépágyú története 23 Dr. Szabó László: A virtuális valóság alkalmazási lehetőségei repülőműszaki és hajózó képzésében 35 Szilvássy László: Repülőgépfedélzeti rakéták hajtóműveiben alkalmazott hajtóanyagok 43 Kun Mária: "XX. Hajós György matematika verseny" 52 Békési László: Dinamikus modellek alkalmazási lehetősége a helikopter aerodinamika tantárgy elsajátítási hatékonyságának növelése érdekében 61 Dr. Szabolcsi Róbert, Dr. Ludányi Lajos, Tóth Tivadar: Értéktartó szabályozási rendszerek számítógépes tervezése 67 Szegedi Péter: A javított hatásfokú polaritásváltóval megépített analóg MPPT 81 Dr. Szabolcsi Róbert, Dr. Ludányi Lajos, Tóth Tivadar, Kovács József: Értékkövető szabályozási rendszerek számítógépes tervezése 103 Szegedi Péter: Az új, javított hatásfokú polaritásváltóval megépített analóg MPPT áramkör 113 3

Repülőgépfedélzeti rakéták hajtóműveiben alkalmazott hajtóanyagok Szilvássy László mérnök százados főiskolai tanársegéd Zrínyi Miklós Nemzetvédelmi Egyetem Vezetés- és Szervezéstudományi Kar Fedélzeti Rendszerek Tanszék A szerző célja bemutatni a repülőgép- fedélzeti rakéták hajtóműveiben alkalmazott hajtóanyagokat, azok összetételét és a különböző hajtóanyag formákat. Bevezetés A napjainkban alkalmazott modern vadászrepülőgépek leggyakoribb fegyvere a fedélzeti rakéta, melyeket különböző speciális hajtóművek juttatnak célba, legyen a cél akár a levegőben, akár a felszínen. Ezeken a rakétákon alkalmazott hajtóművek kevés kivételtől eltekintve szilárd hajtóanyagú rakétahajtóművek (SzHRH), melyekben valamilyen robbanóanyagot nagyon gyakran lőport alkalmaznak hajtóanyagként. Ezek a hajtóanyagok többfajta molekulából állnak, melyek között mindig találunk egy vagy több alapelemet (C, H, O, N), amelyekhez más elemek is csatlakozhatnak (Cl, K, Na, Al, Mg, stb.). A molekulák lehetnek oxidáló-redukálóak, ami azt jelenti, hogy ugyanabban a molekulában egyesítették kémiailag a tüzelőanyagot és az oxidálószert. Ezek lesznek a homogén vagy kolloid hajtóanyagok. Ezzel szemben a kompozit vagy más néven heterogén hajtóanyagokban a tüzelőanyag és az oxidálószer molekulái kémiailag különbözőek, csak fizikailag alkotnak keveréket. A mai követelményeknek megfelelően a hajtóanyag kémiai összetételét úgy választják meg, hogy égése során 5000 kj/kg nagyságrendű fajlagos hőmennyiséget szabadítson fel, 2000 és 4000 K közötti hőmérsékleten, amelyet a ma rendelkezésre álló hőszigetelő anyagok még kibírnak. 43

Szilvássy László mérnök százados A hajtóanyagoknak több más fontos kritériumot is ki kell elégíteniük. Ezek a következők: a hajtóanyag sűrűsége, fajlagos energiája lehetőleg nagy legyen, mert ezáltal az égőtér kisebb lehet, a tömegviszony pedig nagyobb; az égési folyamatnak még a lehető legkisebb nyomásnál sem szabad megszakadnia; mechanikai szilárdsága nagy legyen, vagy az anyag legyen rugalmas. (Ez azért fontos követelmény, mert a töltet nagy nyomás alatt áll, azonkívül a gyorsító erők hatására tekintélyes igénybevételek is fellépnek. Az égési folyamat alatt a törésvonalak mentén az égőfelület megnövekedik, ami a nyomás növekedéséhez, ezáltal robbanáshoz és a rakéta megsemmisüléséhez vezetne.); a hajtóanyagban hosszú tárolás után sem szabad vegyi változásnak fellépnie; ne legyen nedvszívó és égése ne függjön jelentősen a külső környezeti hőmérséklettől, előállítása legyen olcsó és veszélytelen. 1. Homogén hajtóanyagok Tüzelőanyag és oxidálószer egy molekulát alkotó kémiai vegyülete. Egyik alapvető típusa az úgynevezett füstnélküli lőpor, amelyet tüzérségi lövedékekben is felhasználnak. A kolloid hajtóanyagok fő összetevője a nitrocellulóz (cellulóznitrát) vagy más néven a lőgyapot, melyet alkohollal, acetonnal, vagy leggyakrabban nitroglicerinnel mint oldószerrel keverve alkalmaznak. Általában a különböző homogén hajtóanyagoknak a nitrocellulóz tartalma 40-60 % között változik. Ezenkívül a hajtóanyagok különböző adalékokat is tartalmaznak, melyekkel a hajtóanyag fizikai-kémiai tulajdonságait lehet befolyásolni. Ilyenek lehetnek: 44

Repülőgépfedélzeti rakéták hajtóműveinek hajtóanyagai katalizátorok (égésgyorsítók), esetleg flegmatizátorok (égéslassítók), melyek az égési sebességet szabályozzák olymódon, hogy az gyakorlatilag független legyen a nyomástól; stabilizátorok, melyek a hajtóanyag tárolása során biztosítják annak kémiai állandóságát; plasztifikálók, amelyek az előállítás folyamán elősegítik a zselatinná válást és javítják a hajtóanyag mechanikai sajátosságait. Százalékarányuk a 10 %-ot is elérheti. Az oldószer nélküli hajtóanyagokat keverés és hengerlés után a felhasználáshoz szükséges kaliberen préselik át - extrudálják. Az így előállított hajtóanyag átmérője technológiai okok miatt 500 mm-re korlátozott. Repülőgép-fedélzeti rakétákban gyakran alkalmazzák. 2. Kompozit hajtóanyagok Ezt a típusú hajtóanyagot oxidáló és redukáló molekulák keveréke alkotja. Tulajdonképpen ebbe a csoportba sorolhatjuk a fekete lőport is, amely salétrom (oxidálószer), kén és szén (redukálószer, tüzelőanyag) keveréke. Nyilvánvaló azonban, hogy a fekete lőpor nem elégíti ki a megfelelő szilárdsági követelményeket, ezért hajtóanyagként nem alkalmazható. Az első modern kompozit hajtóanyagot 1942-ben valósították meg, Pasadena-ban (USA), a Jet Propulsion Laboratory-ban. Ebben a hajtóanyagban, amely a Kalcit 53 nevet kapta, a redukálószer molekuláit egy plasztik kötőanyagban helyezték el, amely tüzelőanyagként szolgált. A keverék hajtóanyagok tüzelőanyagaként rendszerint kaucsuk- és gyantaszerű anyagok (természetes és mesterséges kaucsuk, karbamid és fenolgyanták, szurok, polimer-butadének, poliuretánok, stb.) szolgálnak. A robbanóanyag tömegének 10-15 %-át teszik ki. 45

Szilvássy László mérnök százados Oxidátorként felhasználhatók, nagy oxigén tartalmú szervetlen vegyületek (ammónia-, nátrium-, kálium-, lítiumperklorátok és nitrátok). A tömeg 65-70 %-át teszik ki. A különböző komponenseket összekötő (ragasztó) elem maga a hajtóanyag, vagy speciális adalék lehet. A hajtóanyag energetikai jellemzői fémporok (alumínium, magnézium, stb.) bevitelével javíthatók! A tömeg 15-20 %-a lehet. Az első táblázat a kompozit hajtóanyagokban alkalmazott oldószereket mutatja be, míg a másodikból néhány kompozit hajtóanyag összetételét ismerhetjük meg. Oxidálószer Ammónium perklorát NH 4 ClO 4 ρ kg/m 3 Szabad oxigén tömeg % Bomlási hőfok K Megjegyzés 1,95 34,0 > 540 Különböző szemcsenagyságban fordul elő, olcsó Káliumperklorát KClO 4 2,53 46,2 > 770 Az égéstermékek KCl-t tartalmaznak Ammóniumnitrát NH 4 NO 3 1,72 20,0 igen stabil Közepes teljesítményű, füstmentes Káliumnitrát KNO 3 2,11 40,0 - Gyenge teljesítményű, olcsó 1. számú táblázat A kompozit hajtóanyagokban alkalmazott oxidálószerek Összetétel Hajtóanyag verzió 1 2 3 4 KClO 4 76 % NH 4 CLO 4 80 % 68 % NH 4 NO 3 80% Aszfalt 17 % Kőolaj 7 % Szerves kötőanyag 20 % 18 % 14 % Fémpor tüzelőanyag 16 % Egyéb 2 % 2 % 2. számú táblázat Néhány hajtóanyag összetétele 46

Repülőgépfedélzeti rakéták hajtóműveinek hajtóanyagai 3. Hajtóanyag formák Az egységnyi idő alatt keletkezett gázok mennyisége (mg) arányos a töltet égési felületével (S): mg=sρu (3.1)[1] ahol ρ - a töltet sűrűsége kg m 3 u - az égés sebessége m S Ha az égés folyamán az S felület növekszik progresszív, ha csökken degresszív, ha pedig változatlan semleges égésről beszélünk (lásd 1. számú ábra) p 3 2 1 1 - progresszív 2 - regresszív 3 - semleges 1. ábra Különböző égési módozatok A töltet égési ideje mindhárom esetben t a és ez alatt az idő alatt a hajtómű összimpulzusa = = ahol a p(t) az égőtérben uralkodó nyomás. t a I Σ I p() t dt (3.2)[1] 0 47

Szilvássy László mérnök százados Az ábrából jól látható, hogy a gázok maximális nyomása semleges égés esetén a legkisebb, ami lehetővé teszi az égőtér falvastagságának csökkentését. Az égés jellege a töltet formájával, keresztmetszetével befolyásolható. Lényeges paraméter még az égő réteg vastagsága is, amely gyakorlatilag egyenlő a töltet legvékonyabb falvastagságával, vagy annak felével (lásd 2. ábra) és a hajtómű működési idejének meghatározásához kiinduló adatként szolgál. 2.ábra Hajtóanyag formák 48

Repülőgépfedélzeti rakéták hajtóműveinek hajtóanyagai A hajtómű töltet formáján kívül az égés jellege befolyásolható még az egyes felületek hőszigetelő réteggel történő bevonásával is. A 2. ábrán látható hajtóanyag formák közül a d és a h degresszív, az a és a g progresszív, a többi pedig semleges égést biztosít. A formák közül a legelterjedtebb a csöves töltet (2. ábra a, b), amely kör keresztmetszetű csatornával ellátott hengeres test. A töltet homlokfelületeit hőálló réteg borítja. Az égés sebessége a belső és külső homlokfelületeken megegyezik, az azonos mértékben növekvő és csökkenő felületek összege nem változik. Ez igaz a 2/f ábrán látható csöves kötegelt töltetre is. Ezt a formát gyakran alkalmazzák nem irányítható rakétákban, ahol rövid idő alatt nagy tolóerőt lehet kifejteni, ami a találati valószínűséget javítja (rövidebb a rakéta repülési ideje). A csillag (2/c) ábra) keresztmetszetű belső csatornával ellátott töltet csak a belső felületen ég (a két homlokfelület hőálló réteg védi, a külső palástfelület az öntési eljárás következtében rés nélkül érintkezik az égőtér falával). A belső csatorna csillag formájával biztosítható az égési felület állandósága az e 1 réteg elégésének idejéig. A b és a d formájú hajtóanyag töltetek esetében rést kell biztosítani az égőtér belső felülete és a hajtóanyag között, hogy a külső felület égésekor keletkező gázok a fúvócsőbe juthassanak. Természetesen az égőteret ebben az esetben hőálló bevonattal kell ellátni. A homlok felületén égő töltet (2/e ábra) viszonylag kis égési felülettel és nagy vastagsággal rendelkezik. Utazó vagy menet hajtóművekben alkalmazzák, mivel viszonylag kis tolóerőt hosszú időn keresztül képes biztosítani. A 3. ábrán a hajtómű tipikus tolóerő diagramjai láthatók azonos összimpulzussal rendelkező hajtóanyag töltetek esetén, különböző keresztmetszetek alkalmazásával. 49

Szilvássy László mérnök százados F t 1 2 3 3.ábra Tolóerő diagramok 4 t 1- csöves kötegelt töltet 2- csillag keresztmetszetű belső csatornával ellátott töltet 3- csöves töltet 4- homlokfelületen égő töltet Felhasznált irodalom: [1] Kakula János mk.őrnagy: Rakéták szerkezettana, Főiskolai jegyzet, KGyRMF, Szolnok 1989 [2] Kakula János mk. őrnagy: Robbanóanyagok és a robbanás hatásai, Főiskolai jegyzet, KGyRMF,, Szolnok 1990 [3] A. N. Dorofjev, A. P. Morozov: Aviacionije bojepripaszi, Vojennaja Vozdusnaja Inzsenyérnaja Akagyémija imenyi prof. N E. Zsukovszkova, Moszkva 1978 The purpose of the author is to review engine propellants of on-board missiles and their composition, and also different propellant forms. 50